Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания

Катализатор для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающий соединения . меди, никеля, марганца, нанесенные на окись алюминия, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры процесса очистки, он содержит в качестве соединений указанных элементов их алкн4инаты и дополнительно - окись церия при следующем соотношении компонентов,мае.%: 6,6-9,3 Алюминат марганца 12,7-14,7 Алюминат меди 0,6-4.7 Алюминат никеля 2,4-7,4 Окись церия Остальное Окись алюминия

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (iв (11) Ущ1 В 01 J 23/76

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К flATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 2024139/23-26 (22) 08.05.74 (31) P 2412290.5 (32) 14.03.74 (33) ФРГ (46) 07.07.84. Бюл.925 (72) Вильгельм Фогт, Херманн ГлаэеР и Хельмут Диршка (ФРГ) (71) Кнапзак АГ (ФРГ) (53) 66.074.67,66.094.373(088.8) (56) 1. Коуль А.Л. и др. Очистка га-i эа. И., Гостоптехиэдат, 1962,с.350.

2. Патент США 93493325, кл. В. 01 Э 53/34, 1970. (54) (57) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ

ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, включающий соединения меди, никеля, марганца, нанесенные на окись алюминия, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью снижения температуры процесса очистки, он содержит в качестве соединений укаэанных элементов их алюминаты и дополнительно — окись церия при следующем соотношении компонентов,мас.Ж:

Алюминат марганца 6,6-9,3

Алюминат меди 12, 7-14, 7

Алюминат никеля 0,6-4.7

Окись церия 2,4-7,4

Окись алюминия . Остальное 3

1 11024

Изобретение относится к производству катализаторов и может найти применение для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

Известен катализатор, содержащий платину и окись алюминия на фарфоровом носителе 513.

Недостатком катализатора является высокая стоимость из-за применения платины.

Наиболее близким по составу к предлагаемому является катализатор, содержащий окислы марганца, меди, никеля, кобальта или крома, нанесенные на окись алюминия. Известный катализатор работает в интервале тем:ператур 100-400 С и обеспечивает степень очистки, например, от окиси углерода до 70% при 300 С (2 ).

Недостатком известного катализатора является сравнительно высокая температура процесса очистки газов.

Целью изобретения является снижение температуры процесса очистки.

Поставленная цель достигается тем, катализатором, включающим алюминаты марганца-, меди и никеля, а также окись церия, нанесенные на окись алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминат марганца 6,6-9,3

Алюминат меди 12, 7-14, 7

Алюминат никеля 0,6-4,7

Окись церия 2, 4-7 4

Окись. алюминия Остальное

Для приготовления катализатора чистую окись алюминия, полученную гидролизом безводного хлорида алюминия в пламени водорода с кислородом, смешивают с водой, и полученную пасту. высушивают при 100 С. Сухую массу размалывают и после добавления 5 вес.% графита прессуют в цилиндрические тела длиной 3 мм и диаметром 3 мм. Графит выжигают при 650ОС, после чего ведут отжиг в течение 20 ч при 1000-1200 С. В результате получают носитель из окиси алюминия с удельной поверхностью определенной методом БЭТ, 6,9 м /r

3 и объемом пор 0,32 см /г, имеющей прочность при сжатии в продольном направлении между плоско-параллельными пластинами 8, 1 кг/мм. Прокаленную окись алюминия пропитывают водным раствором нитратов марганца, меди и никеля, нагревают для разложения солей при 300-600 С и прокао ливают в интервале температур 80083 2

1200 С. Затем пропитывают водным раствором нитрата церия, сушат при t30-150 С и ступенчато нагревают для разложения нитрата церия до 200-300 С и затем до 450-550 С после чего прокаливают при 700-900 С.

Пример 1. На носитель из окиси алюминия путем пропитки водным раствором нитратов меди, марганца и никеля нагреванием при 400 С и прокалкой при 1000 С в течение

18 ч.наносят 5,13 вес.%Си 2,94 вес.% Мн и 1, 57 вес.% М . Охлажденный продукт пропитывают водным раствором нитрата церия, чтобы получить

3, !2 вес.% Се высушивают при 140 С нагревают двухступенчато до 250 и 500 С и прокаливают 10 ч при 800 С.

Полученный катализатор содержит мас.%: алюминат марганца 9,3 алюминат меди 14,7, алюминат никеля 4,7; окись церия 3,83, окись алюминия - ocvanbное. Прочность катализатора при сжатии 5,5 кг/мм.

Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл.1 где 0 и О степень очистки, составляющая 50 и 90% соответственно.

Таблица 1

ПоказаUg СО U9g СО 1 огекс. 09 гекс, тель

Темпера- 145 185 370 430 тура, С

Обработка катализатора в восстановительной атмосфере не вызывает изменения его активности.

Hp и м е р 2. На носитель из окиси алюминия наносят аналогично примеру 1 4,48 вес.% Св 2,1 вес.% Мп и

О 21 вес.% Ni . Прокалку веду 6 ч при

1000 С. Затем наносят 2,97 вес.% Се.

Полученный катализатор содержит мас.%: алюминат марганца 6,6, алюминат меди

12 7 алюминат никеля 0,6, окись церия 3 65 окись алюминия — остальное.

Прочность катализатора при сжатии составляет 7,8 кг/мм.

Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл,2.

Т а блица 2

Показадель

Температура,С 135 180 340 430 з t 102483

Обработка катализатора в восстано4

Таблица 3

Показа1 всо

11 гекс тель

Температура, С 140 180 350

425 зО СО 05ф ген с

О„СО U гекс. Прочность при сжатии кгlмм о при температуре, С

Содержание

Се, мас.%

475

370

195

150

485

140

380

180

485

4,1

160

390

110

Составитель Г. Винокурова

Редактор Н. Егорова Техред С.Иигунова Корректор О. Тигор

Заказ .4790/45 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушс:ая наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вительной атмосфере не вызывает изменения его активности.

Пример 3. В условиях примеров

1 и 2 на носитель из окиси алюминия наносят 4,8 вес.% Gu,2,5 вес.% Мн и

0,8 вес.% М . Прокалку ведут 10 ч при

1000 C. Затем наносят 3 вес.% Се.

Получают катализатор, содержащий мас.%: алюминат марганца 7,9, алюми- 10 нат меди 13,6, алюминат никеля 2,4, окись церия, 3,68, окись алюминия остальное.

Прочность катализатора на сжатие составляет 6,8 кг/мм. Обработка в нос 15 становительной атмосфере не снижает его активности. Активность по окиси углерода и гексану приведена в табл.3.

Как следует из табл. 1-4 предлагаемый катализатор позволяет снизить температуру,процесса очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания о

35 до 160-195 С с обеспечением 90%-ной степени очистки от СО против 300 С

Пример 4, В условиях примера

1 на катализатор наносят соль церия. так, чтобы он содержал 2,4 и 6 вес.%

Се. Соль церия сушат 32 ч при 140 С, нагревают до 250 С и 10 ч — до 500 С и прокаливают 10 ч при 800 С.

Активность и прочность катализаторов приведены в табл.4.

Таблица 4 с обеспечением лишь 70%-ной степени очистки при использовании известного

-катализатора.

Катализатор обнаруживает высокую механическую прочность и стабильную активность.